Name: Un protocolo de recogida y la construcción de Lisímetros testigo del suelo (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-06-06T14:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 23 s
Description: Aprenda a recolectar y construir lisímetros de núcleo de suelo intacto para estudiar la lixiviación de nitrógeno en suelos agrícolas. Este método permite investigar nutrientes y otros compuestos que afectan las aguas subterráneas.

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Los autores están agradecidos con el personal de la Unidad de Sistemas de Pastos y Manejo de Cuencas Hidrográficas del USDA-ARS. David Otto fue importante tanto en el diseño como en la construcción del martillo hecho a medida (también conocido como 'The Intimidator'). Michael Reiner y Terry Troutman ayudaron en la recolección y construcción de los lisímetros reportados en este estudio. Sarah Fishel, Charles Montgomery y Paul Spock realizaron todos los análisis de nutrientes reportados en este manuscrito.

1. Preparación de los Materiales <ol><li> Cortar el cuerpo principal del lisímetro de 30,5 cm (12 pulgadas) de diámetro (ID; nominal) Schedule 80 PVC; esto tiene un espesor de pared de 1,9 cm (0,75 pulgadas) (Figura 1a). Cortar la longitud del cuerpo lisímetro en función del espesor de la capa (s) del suelo a ser estudiado; aquí, utilice una de 53 cm (21 pulgadas) de largo cuerpo. Rebaje a 0,63 cm de profundidad por bisel de 45 ° alrededor del extremo inferior de la lisímetro para formar un borde de ataque afilado en la pared interior del cuerpo lisímetro para ayudar en el corte a través del suelo. </li><li> Modificar un 34.5 cm de diámetro, la tapa de PVC fondo plano pegando un anillo Identificación 30,5 cm 15,3 cm de alto de lo previsto el 80 de PVC en la tapa para permitir el drenaje libre del agua y proporcionar capacidad de almacenamiento de lixiviados antes de la recogida (Figura 1b). Cortar el anillo del mismo tronco que el cuerpo principal de servir como un acoplamiento para unirse a la tapa para el cuerpo. La tapa se une al cuerpo con unas abrazaderas de unión flexibles y mangueras (Figura 1c y 1d). Instalar un puerto para la recogida de muestras mediante la perforación de un agujero de 1,27 cm y golpeándolo con un 1.27 cm 14 del grifo tubo NPT y girar un adaptador macho dentado de 1,27 cm de nylon (Figura 1e) en el borde exterior de la tapa en la pared lateral y se encuentran abajo. </li><li> Cortar un disco de 34 cm de diámetro de 1,27 cm de espesor de la PVC plana que se utilizará para cubrir el fondo de los lisímetros (Figura 1G). Taladro 180, espaciados uniformemente, 0,32 cm. agujeros de diámetro en el disco para permitir el drenaje de la parte inferior de la lisímetro lleno de tierra para entrar en la tapa. paño de tierra pegamento u otro producto de filtro a un lado del disco para evitar que la tierra que pasa por el disco inferior durante el drenaje de lixiviados. </li><li> Construir unas tijeras de elevación de 2,5 cm de hierro plana y tubería de agua de 2,5 cm (Figura 2). Cortar dos de las bandas cm de hierro plana de 2,5 a 50,0 cm de longitud y doblar en un semi-círculo con el exterior del cuerpo lisímetro como guía. Weld a 5 cm by a cada extremo de cada banda de semi-círculo. Unirse a cada una de las bandas con un eje de articulación. Soldar la tubería de agua en el anillo exterior de las bandas opuestas una de la otra. </li></ol> 2. Conducción Lisímetro carcasa en el suelo con la caída del martillo <ol><li> Eliminar la vegetación superficial, rocas y otros escombros del área de recolección. Posición 2 lisimetro organismos a nivel del suelo, donde lisímetros se van a tomar (Figura 3a). Asegúrese de que lisimetros están al mismo nivel para que la tierra dentro de la columna es de una profundidad uniforme. </li><li> Conducir un diseño especial, martillo pilón montado en un remolque, en su lugar sobre los cuerpos lisimétricos. Cuando el martinete de caída está en su lugar, desplegar estabilizadores accionados hidráulicamente para nivelar la placa de acero con el suelo y la parte superior de los cuerpos lisimétricos. Los estabilizadores también proporcionan estabilidad a la caída del martillo (Figura 3b). </li><li> Parcialmente izar la 10.2 cm de espesor, 1,52 m por 1,52 m de placa cuadrada de acero que pesa 1.180 kg y hasta un 3 m de torre con la ayuda deun torno mecánico (Figura 3b). Soltar la placa de acero para martillar las columnas en el suelo. </li><li> Repita el paso 2.3 varias veces hasta que el borde de columna es de 2 cm por encima de la superficie del suelo (Figura 3c). </li><li> Consultar la compactación del suelo en el interior del lisímetro mediante la medición de la profundidad del suelo dentro y fuera de la columna. Si el suelo dentro de la columna es de más de 1 cm más bajo que el suelo fuera de la columna, los suelos son compactados y no son adecuados para la investigación. </li></ol> 3. Extracción de la muestra de suelo <ol><li> Colocar un disco perforado PVC (Figura 1c) y el acoplamiento de tubo flexible (Figura 1d) sobre la columna para evitar la contaminación por el suelo y otros desechos durante el proceso de excavación. </li><li> Cavar una zanja al lado de la muestra de suelo y ligeramente más profundo que el fondo de la columna con una retroexcavadora (Figura 4a). </li><li> Ensanchar el agujero con una pala u obtener (Figura 4b) y exponer como mUCH de la parte exterior del cilindro como sea posible. </li><li> Empuje una barra de metal pesado de excavación a lo largo de toda la longitud del lado de la columna de modo que sea entre el suelo y pared de la columna exterior (Figura 4c). </li><li> Haga palanca en la barra de excavación ida y vuelta hasta la interfase suelo en la parte inferior de la columna se rompe. </li><li> Enmarcar las tijeras de elevación alrededor de la parte superior del lisímetro (que se muestra en la Figura 2), en preparación para la extracción del núcleo del suelo. Con una persona que posea cada barra, tire hacia arriba hasta que las tijeras se cierran herméticamente alrededor de la columna y levante el lisímetro fuera del agujero. Coloque el lisímetro sobre una superficie de trabajo plana, como pieza de madera contrachapada. </li></ol> 4. Preparación de la muestra de suelo para la Asamblea Lisímetro <ol><li> Da la vuelta al núcleo del suelo de manera que la parte inferior está hacia arriba. El disco de contrachapado de madera instalado en el paso 3.1 cabe en el suelo en su lugar. </li><li> Suavemente, nivelar el suelo incluso con el borde del PVC (Figura 5a) won un borde recto. Retire piedras que sobresalen por encima del plano de la llanta con un cuchillo de la pluma o un destornillador. </li><li> Rellene los huecos con arena juego químicamente inerte y suavemente las maletas (Figura 5b). </li><li> Grado de la arena, incluso con el fondo de la columna con un borde recto y eliminar cualquier exceso de arena (Figura 5c y d). </li><li> Limpiar toda la suciedad del borde y las paredes laterales exteriores de los lisímetros con un cepillo o ligeramente soplar fuera del borde y asegúrese de que el borde esté limpio para los adhesivos se peguen y para un ajuste exacto de la tapa. </li></ol> 5. Montaje de la Lisímetro <ol><li> Extruir un cordón redondo continua de sellador de silicona clara alrededor del borde de la lisímetro (Figura 6a). La masilla debe ser suficiente para sellar la parte inferior del disco perforado para los lisímetros y prevenir fugas de espesor. </li><li> Colocar el disco perforado (figura 1c) en la llanta con la tela de filtro frente a la arena ypresione firmemente hacia abajo para permitir un buen contacto de la placa y lisímetro. </li><li> Perforar ocho orificios guía espaciados uniformemente alrededor del borde de la placa y fije el disco perforado con tornillos de acero inoxidable de 1,0 pulgadas con un conductor de perforación (Figura 6b). </li><li> Deslizar el acoplamiento de tubo flexible a la base lisímetro de modo que aproximadamente 2 cm del acoplamiento se proyectan por encima del borde lisímetro (Figura 5c). </li><li> Coloque la tapa de PVC modificado en el acoplamiento de tubo flexible (Figura 6c), y empuje la tapa hacia abajo hasta que haga contacto con el cuerpo lisímetro. Con un bloque de madera en la parte superior de la tapa de usar un mazo para golpear suavemente la tapa en su lugar. </li><li> Coloque las bandas de sujeción en las ranuras de la junta y colocar suavemente sin apretar el acoplamiento. Apretar el metal alrededor del acoplamiento con una mano Otro conductor hexagonal de 1/4 de pulgada hasta que la tapa lisímetro se mantiene firmemente en su lugar. El lisímetro está listo para ser movido de un tirón y se transporta a un cont climáticoinstalación de laminado. </li></ol> 6. Instalación de Sensores de Humedad <ol><li> Trace una línea de 5 cm de largo, horizontal en la pared lisímetro a los 5 y 25 cm de profundidad. Medida desde la superficie del suelo y no el borde del lisímetro. </li><li> Perforar un agujero de 1,0 cm de diámetro a través de la pared del lisímetro en cada extremo de las líneas marcadas. </li><li> Cortar los restantes 3 cm de plástico entre los orificios perforados de distancia con una herramienta de corte rotativa. </li><li> Cincel a 1 cm de espesor por 5 cm de longitud corta en el suelo para dar cabida a la carcasa de un sensor de humedad (por ejemplo, Decagon). </li><li> Empuje el sensor de humedad en el orificio en la ranura limpiado hasta que las puntas de los sensores están firmemente enterrados en el suelo y que sólo el cable sobresale del lisímetro. </li><li> tierra limpia de las paredes de la ranura con un cepillo o un trapo. </li><li> Aplicar una gruesa capa de masilla de silicona en la ranura para evitar que el agua se escape. Después de que la masilla se ha secado, aplicar un segundo ciclo de silicona en lineaAsegúrese de que todos los huecos en el agujero que rodea el sensor están sellados. </li></ol> 7. Preparación Lisímetros de lixiviados Colección <ol><li> selle los huecos entre el suelo y la pared lisímetro con masilla para reducir el riesgo de flujo preferencial por las paredes interiores del lisímetro. <ol><li> Pierce y cargar un tubo de masilla de silicona transparente en una pistola de masilla estándar. </li><li> Coloque la punta del tubo de masilla entre el vacío en el suelo para ser llenado y la cara interior del cuerpo lisímetro. Empuje la punta de la pistola de masilla debajo del suelo de unos 2 cm. Apriete la masilla fuera del tubo hasta que llene el vacío y rebosa por encima de la superficie del suelo. </li></ol></li><li> Set lisímetros en la parte superior de un banco o una superficie plana y lo suficientemente resistente para soportar el peso de varios lisimetros y lo suficientemente alto como para permitir el libre drenaje de agua en una jarra de 4,0 l (Figura 7). </li><li> Compruebe que el suelo lisimetros núcleo están nivelados en todas las direcciones con una pequeña (15 cm) de nivel de burbuja. Si es necesario placuñas ce LISIMETROS debajo de la superficie del suelo hasta que esté completamente nivelado. </li><li> Envuelva la cinta de teflón alrededor del accesorio tubo de nylon roscado (0,5 pulg NPT) y girar el accesorio hacia la derecha en la tapa. Apriete la conexión con una llave ajustable hasta que ninguno de los hilos son visibles. </li><li> Empuje una manguera de 0,5 pulgadas sobre el extremo de púas del accesorio nylon y cortar la manguera de modo que pase aproximadamente 4,0 cm en la boca de la jarra de colección. </li><li> Ajuste el recipiente debajo del lisímetro y colocar la manguera en el interior de la jarra de la colección. </li></ol> 8. Regantes Lisímetros y lixiviados Recolección <ol><li> Cubrir la superficie del suelo con gasa u otra tela permeable, químicamente inerte para proteger y preservar los agregados del suelo y residuos en la superficie. </li><li> Mide 1.450 ml de agua desionizada en un cilindro graduado y se vierte en regadera, equipado con cabezal de ducha. Suave y uniformemente rociar el agua sobre la tela a un ritmo que no disturb la superficie del suelo. </li><li> Esperar un período de tiempo para que el agua se infiltre un percolado a través de la columna de suelo en el recipiente de tapa y colección. </li><li> Inclinar lisímetro en el hacia el orificio de salida hasta que el agua se drena de la tapa del depósito lisímetro en el recipiente de recogida. </li><li> Medir la masa de los lixiviados recogidos con una escala y convertir masa en gramos a ml (suponiendo que 1,0 g de agua es equivalente a 1,0 ml). Verter la muestra de lixiviados en 350 ml botella de muestra de plástico estéril. Inmediatamente filtrado 50 ml con un embudo de aspiración equipado con papel de filtro 0,45 micras en preparación para análisis de nitratos mediante colorimetría a través de análisis de inyección de flujo 31. </li><li> Tienda filtrada y sin filtrar porciones de las muestras en un refrigerador y 4 ° C hasta su análisis. </li></ol>

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Los autores declaran que no tienen intereses financieros contrapuestos.

Los pasos importantes de la colección lisimetro Estudios de lixiviación ilustran la influencia de las propiedades del suelo y manejo del estiércol en las pérdidas de nitrógeno a las aguas subterráneas poco profundas. propiedades físicas del suelo tales como la textura del suelo, estructura agregada y la densidad aparente median la percolación de agua y solutos. determinar con precisión las concentraciones de volumen de lixiviados y de soluto depende de retener la integridad de estas propieda...

La península de Delmarva bordea la costa oriental de la Bahía de Chesapeake, y es el hogar de una de las mayores regiones de producción de aves de corral en los EE.UU.. Aproximadamente 600 millones de pollos y un estimado de 750.000 toneladas de estiércol se generan a partir de la producción de estas aves cada año 1. La mayor parte del estiércol se utiliza localmente como enmienda del fertilizante en los campos agrícolas. Debido históricamente altas tasas de aplicación de estiércol, nutrientes como el nitrógeno y el fósforo se han acumulado en el suelo y ahora son susceptibles a las pérdidas fuera del sitio a través del subsuelo lixiviación 2. Gran parte del flujo de agua subterránea se dirige a una extensa red de acequias que drenan en última instancia, a la bahía de Chesapeake 3. Los nutrientes transportados a la bahía están relacionados con la disminución de la salud de la bahía debido a la eutrofización 4. Conexión de manejo de nutrientes con las pérdidas fuera de sitio de nutrientes requiere herramientas especializadas para supervisar hidrológicoflujos y transferencias de nutrientes asociados. Lisímetros representan una importante categoría de los instrumentos utilizados para caracterizar y cuantificar el movimiento de nutrientes a través de los suelos. Lisímetros tienen una larga historia de uso en el flujo de nutrientes en el seguimiento de infiltración 5-7, de lisímetros de tensión que se pueden ajustar para contrarrestar el potencial matriz del suelo para que la planta mejor estimación disponible del agua, a lisímetros de tensión cero que son más representativos de procesos que ocurre durante el drenaje libre. Todos los enfoques para lysimetery presentes los sesgos inherentes. Por ejemplo, algunos lisímetros son demasiado pequeños para representar plenamente los procesos espacialmente complejos en los suelos naturales, o son demasiado grandes y caros para proporcionar una buena repetición estadística de los suelos heterogéneos 8. Además, lisimetros pan requieren suelos por encima de ellos para ser saturados para recoger los lixiviados y son ineficientes en comparación con lisímetros de tensión en la medición de flujo de la matriz 9. lisimétricos sistemas cerrados,tales como tensión cero lisimetros testigo del suelo (también conocidos como lisimetros monolito de suelo), mejorar en gran medida la confianza con la que los presupuestos de agua y los presupuestos de contaminantes asociados (por ejemplo, los presupuestos de nutrientes) se llevan a cabo 10. Estos son lisimetros más representativo cuando contienen núcleos intactos de suelo; lisimetros llenos de suelos repacked no mantienen la estructura original, horizontes y conexiones de macroporos que influyen en el transporte de solutos y compuestos de partículas semejantes 11,12. Desde un punto de vista experimental, los enfoques que facilitan una mayor replicación de las condiciones del suelo no perturbados son ventajosos, dada la variabilidad espacial inherente que existe en física del suelo y propiedades químicas 13. Dos métodos preferidos han sido utilizados para la recogida de lisimetros testigo del suelo intacto: martinete y la cabeza de corte. El primero ha sido realizado más comúnmente, ya que se puede lograr con dispositivos tan simple como un jamón trineomer (lisimetros más pequeños). Si se realiza correctamente, colección núcleo suelo con un martillo gota se ha demostrado ser relativamente rentable, especialmente cuando se compara con otras técnicas de extracción de núcleos. Sin embargo, las fuerzas de cizallamiento impuestas por la conducción de una carcasa lisímetro en el suelo pueden producir manchas y la compactación, la producción de condiciones dentro del lisímetro que no son representativos de la tierra natal e incluso pueden favorecer ciertos tipos de movimiento del agua (por ejemplo, el flujo de derivación, o fluir a lo largo el borde de núcleo suelo). Como resultado, algunos investigadores han recomendado el uso de sacatestigos que cortó un suelo intacto con un aparato de perforación o de otro dispositivo de excavación 5. Diversos materiales se han utilizado como carcasas para lisímetros testigo del suelo. Tubos de acero y las cajas son relativamente de bajo coste, duradero y fácilmente disponibles y se pueden utilizar para recoger lisímetros más grandes debido a su fuerza 14-17. Sin embargo, mientras que el acero es satisfactoria para la evaluación de la lixiviación de relcompuestos tivamente no reactivos tales como nitrato, el hierro en acero reacciona con fosfato y por lo tanto debe ser revestido o tratado de otro modo para el estudio de la lixiviación de fósforo. Comúnmente, carcasas de plástico se utilizan para estudiar la lixiviación de fósforo, tales como de paredes gruesas (Cuadro 80) de tubería de PVC que puede resistir el impacto de un martillo de caída (si se utiliza) y conservar su estructura cuando se obtienen muestras de suelo de mayor diámetro (por ejemplo, ≥30 cm) 18-22. En general, lisimetros testigo del suelo se analizaron ex situ. Una vez recogidos, lisimetros testigo del suelo pueden instalarse en &quot;granjas lisimétricos&quot; al aire libre donde los alrededores del suelo y por encima de los climas terrestres representan las condiciones naturales de campo. Por ejemplo, en Suecia, la Universidad de Agricultura de Suecia ha mantenido tres granjas separadas lisimétricos en las últimas tres décadas, el análisis de las prácticas de pesticidas destino y de transporte, ensayos de fertilidad del suelo a largo plazo, y de gestión que se pueden ampliar a 30 cm de diámetro INTAct 23 núcleos. Lisimetros testigo del suelo también han sido sometidos a experimentos de lixiviación de interior donde hay mayor control de las condiciones climáticas 24,25. Liu et al., Utilizó un simulador de lluvia para regar regularmente lisimetros testigo del suelo bajo una gran variedad de los cultivos intermedios 26. Kibet y Kun todas las técnicas de riego mano empleadas para estudiar el arsénico y la lixiviación de nutrientes a través de muestras de suelo 27,28. Una variedad de procesos edáficos e hidrológicos puede deducirse de lisímetros testigo del suelo. Kun y col. (2015) utilizaron 30 lisímetros columna de PVC cm de diámetro para investigar la lixiviación de nitrógeno después de la aplicación de urea 28. Mediante la recopilación de lixiviados en diferentes intervalos de tiempo después de un evento de riego, fueron capaces de diferenciar entre las corrientes rápidas y graduales, con el anterior supone que está dominada por el flujo de macroporos, y la posterior supone que ser dominado por flujo de la matriz. Dado que la urea se hidroliza fácilmente cuando está en contacto wiTH suelo, ellos interpretaron la presencia de concentraciones de urea elevada en los lixiviados recogidos poco después de la aplicación de urea como evidencia de transporte de macroporos que omite la matriz del suelo. Con el tiempo, detectaron concentraciones elevadas de diferentes formas de nitrógeno en el lixiviado, el seguimiento de la transformación de urea aplicada a amonio después de la hidrólisis inicial, entonces la transformación del amonio a nitrato con nitrificación. Para ilustrar las consideraciones en el diseño, la realización y la interpretación de los experimentos lisimétricos testigo del suelo, se llevó a cabo una investigación de cuatro suelos diferentes que se encuentran en la llanura costera del Atlántico medio de los EE.UU.. La concentración de lixiviación estudio midió y la pérdida de nitrato de antes y después de la aplicación de estiércol seco de aves de corral (es decir, las aves de corral &quot;camada&quot;) 28. Las pérdidas de nutrientes a partir de la aplicación de la cama de pollo a los suelos son una preocupación clave para la salud de la Bahía de Chesapeake, y la comprensión de la interacción de los aplicadaSe necesita cama de pollo y propiedades de los suelos agrícolas para mejorar las recomendaciones de manejo de nutrientes. Presentamos aquí un método detallado para la extracción de lisimetros testigo del suelo intactas, el seguimiento de la humedad del suelo, y la interpretación de las pérdidas por lixiviación de nitrato diferencial de estos suelos. Este experimento es parte de un estudio más amplio realizado para evaluar la lixiviación de nutrientes de los suelos agrícolas de la península de Delmarva, EE.UU. 27,28. lisimetros testigo del suelo se obtuvieron de los sitios en Delaware, Maryland y Virginia en 2010. A continuación se presentan los resultados no publicados de estos estudios. Aunque los experimentos iniciales se realizaron para evaluar la lixiviación del fósforo, la lixiviación de nitrato de tesis suelos también se controló. Se tomaron muestras de cuatro suelos agrícolas comunes de la llanura costera atlántica de la bahía de Chesapeake de cuencas: Bojac (francos gruesos, mezclado, semiactiva, térmico Typic Hapludult); Evesboro (mésico, recubierto Lamellic Quartzipsamment); Quindocqua (fino-arcilloso, mezclado, vivo, mésico Typic Endoaquult); Sassafras (fino-arcillosa, silícea, semiactiva, mésico Typic Hapludult). Para cada suelo, la morfología horizonte se describe a partir de los perfiles expuestos por la excavación de las columnas (Tabla 1). texturas de la superficie de los suelos variaron de arena (Evesboro) al suelo franco arenoso franco fino / arena (Bojac y sasafrás) a franco limoso (Quindocqua). Aunque todos los suelos habían sido históricamente fertilizado con cama de pollo, ninguno había sido aplicada en los 10 meses previos al estudio. Todos los suelos habían estado en la labranza cero la producción de maíz durante al menos una temporada antes de la recogida lisimetro muestra de suelo. Tras la recogida, lisimetros testigo del suelo fueron transportados a las instalaciones de simulatorium USDA-ARS en State College, PA. Allí estaban sujetos a experimentos de riego de interior (22-26 ° C) para evaluar la lixiviación de nutrientes relacionados con la aplicación de gallinaza. Específicamente,lisímetros se regaron con 2 cm de agua por semana durante 8 semanas hasta que el nitrato de percolado se equilibró entre los suelos. Cama de pollo (gallinaza seca) y luego se aplicó a la superficie de todos los suelos, a razón de 162 kg ha -1 de riego total de N. se continuó durante 5 semanas más. sensores de humedad contenido de humedad volumétrica registraron en intervalos de 5 minutos de forma continua, durante todo el ciclo de riego y la lixiviación. El lixiviado se recogió después de 24 horas y 7 días más tarde de nuevo inmediatamente antes de la irrigación. datos de los lixiviados de los lisímetros testigo del suelo fueron analizados utilizando estadística descriptiva simple para ilustrar las diferencias en la cantidad y calidad de los lixiviados entre los suelos, así como las diferencias antes y después de la aplicación de arena. Debido a que los sensores de humedad del suelo se colocaron en sólo dos de los lisímetros testigo del suelo réplica para cada suelo (Evesboro, Bojac, sasafrás, Quindocqua), las estadísticas de la humedad del suelo se basaron en N = 2, mientras que sSTADÍSTICAS para la profundidad de lixiviados, nitrato-N y concentración de nitrato-N flujo se derivan de los lisímetros núcleo 10 del suelo para Evesboro, Bojac y sasafrás y 5 lisimetros testigo del suelo para Quindocqua. Para evaluar la importancia de la replicación dentro de los suelos, se calcularon los coeficientes de variación (CV) para la profundidad de lixiviado para diferentes números replicados. Un enfoque de simulación Monte Carlo se utiliza para muestrear repetidamente un subconjunto de lisímetros testigo del suelo (N = 3) desde el número total de repeticiones dentro de cada grupo de suelo (10 para Evesboro, Bojac, Sassafras; 5 para la Quindocqua).

<table><tbody><tr><td>Cédula 80 Tubo de PVC</td><td>Fry's Plastic</td><td>Call</td><td>Se vende en longitudes de 10 pies</td></tr><tr><td>Fernco Fittings</td><td>Fry's Plastic</td><td>Call</td> Placas de <td></td></tr><tr><td>PVC tipo II de 12 pulgadas de diámetro para discos perforados</td><td>AIN Plastic Call</td><td></td><td>Se vende en láminas de PVC II de 4' x 8' Vintec II &nbsp;</td></tr><tr><td>Cédula 40 Tapas de PVC</td><td>Fry's Plastic</td><td></td> Call <td>12 pulgadas de diámetro</td></tr><tr><td>Tornillos de acero inoxidable</td><td>Sujetar</td><td>135716</td><td>#8 Cabeza de corneta Phillips Drive Sharp Point Grade 18-8 Acero inoxidable</td></tr><tr><td>Silicona II Calafateo</td><td>Lowe's</td><td>447488&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Racor de tubo de nylon</td><td>United States's Plastic Corp.</td><td>61137</td><td>Tubo de 0,5 pulgadas NPT</td></tr><tr><td>Foodgrade</td><td>Lowe's</td><td>443209</td><td>vinilo de 0,5 pulgadas</td></tr></tbody></table>

un protocolo de recogida y la construcción de lisímetros testigo del suelo

A Protocol for Collecting and Constructing Soil Core Lysimeters

La lixiviación de nutrientes de los fertilizantes aplicados a la tierra y el estiércol utilizado en la agricultura puede conducir a una eutrofización acelerada de las aguas superficiales. Debido a que el paisaje tiene una morfología de suelo compleja y variada, está presente una disparidad en las trayectorias de flujo de lixiviados a través del macróporo del suelo y la estructura de la matriz. La tasa de flujo a través de estos caminos se ve afectada aún más por la humedad del suelo antecedente. Los lisímetros se utilizan para cuantificar el caudal, el volumen de agua y la concentración de nutrientes que se filtran hacia abajo a través de los suelos. Si bien existen muchos diseños de lisímetros, la determinación precisa del volumen de agua y el balance de masa de nutrientes se logra mejor con lisímetros acotados que dejan intacta la estructura natural del suelo. 
Aquí presentamos un método detallado para la extracción y construcción de lisímetros de núcleo de suelo equipados con sensores de humedad del suelo a profundidades de 5 cm y 25 cm. Se recolectaron lisímetros de cuatro suelos diferentes de la llanura costera (Bojac, Evesboro, Quindocqua y Sassafras) en la península de Delmarva y se trasladaron a una instalación de clima controlado interior. Los suelos se regaron una vez por semana con el equivalente a 2 cm de lluvia para reducir las concentraciones de nitrato-N en el suelo. Al final del período de reducción, se aplicó cama de aves (162 kg TN ha-1) y se reanudó la lixiviación durante cinco semanas adicionales. La recuperación total del agua de riego aplicada varió del 71% al 85%. La concentración de nitrato-N varió en el transcurso del estudio desde un promedio de 27.1 mg L-1 antes de la aplicación de la cama hasta 40.3 mg L-1 después de la aplicación de la cama. Mientras que el mayor flujo de nutrientes se midió en suelos dominados por arena gruesa (Sasafrás), el mayor flujo inmediato ocurrió en el suelo de textura más fina con un desarrollo pronunciado de macroporos (Quindocqua).

La humedad del suelo, la profundidad de lixiviados y la química de lixiviados toda ilustran variabilidad a través de los suelos, que revela diferencias en función de las propiedades del suelo a pesar de la variabilidad interna entre lisimetros testigo del suelo repetidas de un suelo determinado. El punto de órdenes posteriores particular interés desde el punto de vista del diseño experimental, como la variabilidad inherente a la humedad del suelo y procesos de lixiviación requiere una co...

Se demuestra un método detallado para la extracción y ensamblaje de lisímetros de núcleo de suelo intacto y su uso para el estudio de los lixiviados y la pérdida de nutrientes asociada de la cama de aves de corral aplicada en la superficie.

Un protocolo de recogida y la construcción de Lisímetros testigo del suelo

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the ...

El objetivo general de este procedimiento es demostrar la recolección, ensamblaje e irrigación de un lisímetro de núcleo de suelo intacto para estudiar la lixiviación de nitrógeno a través de suelos agrícolas no perturbados. Este método está diseñado para responder preguntas sobre nutrientes y otras sustancias químicas que pueden lixiviarse por debajo de la zona radicular hacia aguas subterráneas poco profundas. La principal ventaja de esta técnica es que es rápida y sencilla.Hemos encontrado que necesitamos cuatro o cinco réplicas para obtener resultados significativos. Aunque en este video estuvimos analizando la lixiviación de nitratos, el método puede utilizarse para estudiar muchos otros compuestos, como fósforo, fármacos, hormonas o metales como el arsénico. Para comenzar, retire la vegetación superficial, rocas y otros desechos del área de recolección.Coloque dos cuerpos de lisímetro en terreno nivelado donde se tomarán los lisímetros. Asegúrese de que los lisímetros estén nivelados, de modo que el suelo dentro de la columna tenga una profundidad uniforme. Coloque un martillo de caída especialmente diseñado, montado sobre un remolque, en posición sobre los cuerpos de los lisímetros.Cuando el martillo de caída está en su lugar, despliegue los estabilizadores accionados hidráulicamente para nivelar la placa de acero con el suelo y la parte superior de los cuerpos del lisímetro. Los estabilizadores también proporcionan estabilidad al martillo de caída. Eleve parcialmente la placa de acero, que pesa 1.180 kilogramos, hasta una torre de 3 metros con la ayuda de un torno mecánico.Suelte la placa de acero para golpear los cilindros dentro del suelo. Repita este paso varias veces hasta que el borde del cilindro quede a 2 cm por encima de la superficie del suelo. Verifique la compactación del suelo dentro del lisímetro midiendo la profundidad del suelo en el interior y el exterior del cilindro.Si el suelo dentro de la columna está más de 1 cm por debajo del suelo exterior a la columna, los suelos están compactados y no son adecuados para la investigación. Coloque un disco de madera contrachapada dentro del borde de la columna para evitar la contaminación. Excave una zanja al lado del testigo de suelo y ligeramente más profunda que la base de la columna utilizando una retroexcavadora.Agrandar el orificio con una pala o pico, y exponer la mayor parte posible del exterior del cilindro. Introducir una barra metálica pesada a lo largo de toda la longitud lateral de la columna, colocándola entre el suelo y la pared exterior de la columna. Mover la barra de excavación hacia adelante y hacia atrás hasta romper la interfaz del suelo en la base de la columna, y deslizar la columna hacia el centro de la zanja.Coloque la tijera elevadora alrededor de la parte superior del lisímetro en preparación para la extracción del testigo de suelo. Con una persona sosteniendo cada barra, tire hacia arriba hasta que la tijera cierre firmemente alrededor de la columna y levante el lisímetro fuera del agujero. Coloque el lisímetro sobre una superficie de trabajo plana, como una tabla nivelada.Después de dar la vuelta al cilindro de suelo para que el lado inferior quede hacia arriba, nivele suavemente el suelo hasta que quede al ras del borde del PVC utilizando una regla recta. Retire las piedras que sobresalgan por encima del plano del borde con un cúter o un destornillador. Además, afloje el suelo y exponga las texturas superficiales naturales presentes en él.Rellene cualquier espacio vacío con arena para juegos químicamente inerte y comprímala suavemente. Nivele la arena alineándola con la base de la columna mediante un borde recto y elimine cualquier exceso de arena. A continuación, extruya un cordón redondo continuo de sellador de silicona transparente alrededor del borde del lisímetro.El sellador debe ser lo suficientemente espeso como para sellar la base del disco perforado al lisímetro y evitar fugas. Coloque el disco perforado sobre el borde, con la tela de filtro orientada hacia la arena, y presione firmemente para lograr un buen contacto entre la placa y el lisímetro. Luego, taladre ocho orificios guía espaciados uniformemente alrededor del borde de la placa y sujete el disco perforado con tornillos de acero inoxidable de 1 pulgada y un destornillador eléctrico.Coloque el acoplamiento de tubería flexible en la base del lisímetro, de modo que aproximadamente 2 cm del acoplamiento sobresalgan por encima del borde del lisímetro. Introduzca la tapa de PVC modificada en el acoplamiento de tubería flexible y empuje la tapa hacia abajo hasta que haga contacto con el cuerpo del lisímetro. Luego, coloque las bandas de sujeción en las ranuras del acoplamiento y asegúrelas ligeramente sin comprimir el acoplamiento.Ajuste las bandas metálicas con un destornillador hexagonal manual hasta que la tapa del lisímetro quede firmemente sujeta. El lisímetro está listo para ser volteado y transportado a una instalación con clima controlado. Para instalar los sensores de humedad, primero trace una línea horizontal de 5 cm de longitud en la pared del lisímetro a profundidades de 5 y 25 cm.Mida desde la superficie del suelo, y no desde el borde del lisímetro. Perfore un orificio de 1 cm de diámetro a través de la pared del lisímetro en cada extremo de las líneas marcadas. Corte los 3 cm restantes de plástico entre los orificios perforados utilizando una herramienta de corte rotatoria.A continuación, corte una ranura de 1 cm de grosor por 5 cm de largo en el suelo para acomodar la carcasa de un sensor de humedad. Introduzca el sensor de humedad en el orificio, dentro de la ranura limpia, hasta que las puntas del sensor queden firmemente enterradas en el suelo y solo el cable sobresalga del lisímetro. Limpie el suelo de las paredes de la ranura con un cepillo o un trapo.Aplique un cordón grueso de sellador de silicona en la ranura para evitar que el agua se filtre. Después de que el sellador se seque, aplique un segundo ciclo de silicona para asegurar que todas las aberturas del orificio que rodea el sensor queden selladas. Selle las aberturas entre el suelo y la pared del lisímetro con sellador para reducir el riesgo de flujo preferencial por las paredes internas del lisímetro.Primero, inserte y cargue un tubo de sellador de silicona transparente en una pistola aplicadora estándar. Coloque la punta del tubo de sellador entre el espacio vacío en el suelo que se va a rellenar y la cara interna del cuerpo del lisímetro. Luego, empuje la punta de la pistola aplicadora hacia debajo del suelo aproximadamente 2 cm.Exprima el sellador fuera del tubo hasta que llene el hueco y sobresalga por encima de la superficie del suelo. Después de verificar que el testigo de suelo esté nivelado según se describe en el protocolo del texto, enrolle cinta de teflón alrededor del accesorio roscado de nylon, y gire el accesorio en sentido horario hacia la tapa. Ajuste el accesorio con una llave ajustable hasta que no se vean los roscados.Empuje una manguera de 0,5 pulgadas sobre el extremo ranurado del accesorio de nailon y corte la manguera de modo que penetre aproximadamente 4 cm en la boca del recipiente de recolección. Coloque el recipiente debajo del lisímetro y coloque la manguera dentro del recipiente de recolección. Cubra la superficie del suelo con gasa o con otra malla químicamente inerte, como una pantalla de ventana, para proteger y preservar los agregados del suelo y los residuos superficiales.Mida 1 450 ml de agua de lluvia simulada en un cilindro graduado y viértalos en un regador equipado con una boquilla tipo ducha. Rocíe suave y uniformemente el agua sobre la malla de la ventana a una velocidad que no perturbe la superficie del suelo. Después de esperar un período de tiempo para que el agua se infiltre y percole a través de la columna de suelo hacia la tapa y el recipiente de recolección, incline el lisímetro hacia el orificio de salida hasta que toda el agua se drene desde la tapa del reservorio del lisímetro hacia el recipiente de recolección.Mida la masa del lixiviado recolectado con una balanza y convierta la masa en gramos a mililitros. Vierta la muestra de lixiviado en un frasco de plástico estéril de 350 ml. Filtre inmediatamente 50 ml con un embudo de succión equipado con papel de filtro de 0,45 micrones, en preparación para el análisis de nitratos mediante imágenes de color a través de análisis por inyección en flujo.Se muestran aquí resultados representativos de los experimentos de riego y lixiviación. Las profundidades medias semanales de lixiviado oscilaron entre 1,12 y 1,95 cm para los cuatro suelos. La recuperación de lixiviado expresa el porcentaje de agua de riego aplicada y siguió una tendencia general relacionada con la textura del suelo, siendo las recuperaciones de los suelos arenosos Evesboro y Sassafras ligeramente más eficientes que las de los suelos de textura más fina Bojac y Quindocqua.Esta figura muestra que los cambios en el contenido de agua del suelo a profundidades de 5 cm y 25 cm, tras el riego, demuestran diferencias en la transmisión de agua entre suelos de textura más gruesa y más fina. Los perfiles de humedad indican un movimiento rápido del agua de riego a través de los suelos arenosos de textura más gruesa, como la arena Evesboro y el suelo franco arenoso Sassafras. Esta figura muestra el cambio en la concentración de nitrato antes y después de la aplicación de cama de aves de corral.Las concentraciones de nitrato en el lixiviado aumentaron tras la aplicación de cama avícola, pero siguieron patrones temporales diferentes entre los suelos. Las diferencias en la pérdida de masa de nitrato en el lixiviado reflejan no solo las tendencias en las concentraciones de nitrato en el lixiviado, sino también las diferencias en las profundidades del lixiviado. Para evaluar el papel de la aplicación de cama avícola y del volumen de lixiviado sobre el flujo de nitrato, se restaron los flujos de nitrato del suelo anteriores a la aplicación de cama de los flujos semanales posteriores.Al realizar este procedimiento, es importante actuar con seguridad. Siempre use protección auditiva al operar taladros o el martillo de caída. Por seguridad, nunca trabaje debajo del martillo de caída.Tenga en cuenta a otras personas en el área cuando opere el martillo de caída, y mantenga una distancia segura del martillo de caída durante su funcionamiento. Después de ver este video, debería tener una clara idea de cómo recolectar un testigo de suelo intacto, construir un lisímetro, instalar sensores de humedad del suelo, realizar riego y recolectar lixiviado.

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Investigación

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Este video muestra la técnica para recolectar una muestra de suelo para el análisis de propiedades hidráulicas. Se despeja el área de muestreo y se evacua la corteza superior. A continuación, se coloca el anillo de muestreo en el suelo para recoger la muestra. A continuación, el anillo con la muestra se limpia, se etiqueta, se empaqueta y se transfiere sin perturbaciones para su análisis.

Recolección de muestras de núcleo de suelo para el análisis de propiedades de retención de agua

Lago eutrofización es un problema de la calidad del agua en todo el mundo, por lo que la necesidad de identificar y controlar las fuentes de nutrientes críticos. Determinación de laboratorio de las tasas de liberación de fósforo de los núcleos de sedimentos es un enfoque valioso para determinar el papel de la carga de fósforo interno y orientar las decisiones de gestión.

Laboratorio-determinado Fósforo Flujo de sedimentos lacustres como medida de fósforo Interna Loading

Un simulador de lluvia se utiliza para aplicar una tasa constante de lluvias uniformes para cajas de suelo para llevar en un estudio sobre el destino y transporte de urea, una fuente contaminante ambiental no puntual. Bajo condiciones de suelo y precipitación, antecedente de contenido de humedad del suelo ejerce un fuerte control sobre la pérdida de la urea en el escurrimiento superficial.

Un protocolo para la realización de precipitaciones simulación para estudiar la escorrentía del suelo

Lysimetry campo y toma de muestras de agua intersticial permiten a los investigadores evaluar el destino de los productos químicos aplicados a los suelos y la vegetación establecida. El objetivo de este protocolo es demostrar cómo instalar la instrumentación necesaria y tomar muestras para el análisis químico durante lysimetry campo integrado y experimentos de muestreo intersticiales.

Lysimetry Integrado de campo y toma de muestras de agua intersticial para la Evaluación de la Movilidad de Química en Suelos y Vegetación Establecido

Este estudio presenta un método de excavación para la investigación hidrológica subterránea, geoquímica, y la heterogeneidad microbiológica de un lisímetro suelo. El lisímetro simula una ladera artificial que era inicialmente bajo condición homogénea y se había sometido a aproximadamente 5000 mm de agua durante ocho ciclos de riego en un período de 18 meses.

Lisímetro suelo de excavación para acoplados hidrológicos, geoquímicos, e investigaciones microbiológicas

Patrones espaciales de la erosión del suelo y deposición pueden ser deducidos de las diferencias en la elevación de la tierra asignada en incrementos de tiempo apropiado. Tales cambios de elevación están relacionados con cambios en carbonatos del suelo cerca de la superficie. Aquí se describen los métodos repetibles para mediciones de campo y de laboratorio de estos métodos de análisis de datos y cantidades.

Medición y mapeo de patrones de erosión y deposición relacionadas las concentraciones de carbonato de suelo bajo manejo agrícola

Aquí presentamos una metodología que se ajuste a un tamaño de muestra de suelo y un dispositivo de medición de conductividad hidráulica para evitar que el flujo supuesto muro a lo largo del interior del recipiente suelo ser incluido erróneamente en las mediciones de flujo de agua. Su uso se demuestra con las muestras recogidas de un sitio de riego de aguas residuales.

Impactos de riego de aguas residuales en la conductividad hidráulica del suelo: unida los muestreo de campo y laboratorio determinación de la conductividad hidráulica saturada

El método de verificación descrito aquí es adaptable para monitorear el secuestro inorgánico de carbono pedogénico en varios suelos agrícolas modificados con rocas alcalinas que contienen silicato de metal de tierra, como wollastonita, basalto y olivino. Este tipo de validación es esencial para los programas de crédito de carbono, que pueden beneficiar a los agricultores que secuestran carbono en sus campos.

Monitoring Pedogenic Inorganic Carbon Accumulation Due to Weathering of Amended Silicate Minerals in Agricultural Soils.

Aquí presentamos la construcción y operación de una configuración experimental para mejorar la meteorización mineral a través de la actividad de los organismos del suelo mientras se manipulan simultáneamente variables abióticas conocidas por estimular la meteorización. Se discuten los resultados representativos del funcionamiento de la configuración y los análisis de muestras, junto con los puntos de mejora.

Diseño y Construcción de una Instalación Experimental para Mejorar la Meteorización Mineral a través de la Actividad de los Organismos del Suelo

Aquí presentamos un estudio establecido en el iDiv Ecotron, cámaras de mesocosmos terrestre con condiciones ambientales controladas por encima y por debajo del suelo, para estudiar los efectos independientes e interactivos de la historia de las plantas y la historia del suelo en el funcionamiento del ecosistema de las comunidades de pastizales a lo largo de un gradiente de diversidad de plantas.

JenaTron - Un enfoque experimental para estudiar los efectos de la historia de las plantas y la historia del suelo en el funcionamiento del ecosistema de pastizales

Este protocolo describe el diseño y uso de un chip de aislamiento (iChip) para el cultivo in situ de microbios recalcitrantes del suelo en su entorno natural. También describe el cultivo in situ de bacterias del suelo productoras de antimicrobianos. El protocolo se puede adaptar para recuperar bacterias de diversos nichos con otras propiedades deseables.

In situ Aislamiento y cultivo de bacterias recalcitrantes del suelo mediante un chip de aislamiento (iChip)

Aprenda a recolectar y construir lisímetros de núcleo de suelo intacto para estudiar la lixiviación de nitrógeno en suelos agrícolas. Este método permite investigar nutrientes y otros compuestos que afectan las aguas subterráneas.

Un protocolo de recogida y la construcción de Lisímetros testigo del suelo

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